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Hild, Marcel ; Mönch, Erwin ; Golub, Leonid E. ; Dmitriev, Ivan A. ; Yahniuk, Ivan ; Amann, Katharina ; Amann, Julia ; Eroms, Jonathan ; Wunderlich, Jörg ; Weiss, Dieter ; Consejo, C. ; Bray, Cedric ; Maussang, K. ; Teppe, Frederic ; Gumenjuk-Sichevska, J. ; Watanabe, Kenji ; Taniguchi, Takashi ; Ganichev, Sergey

Terahertz and gigahertz magnetoratchets in graphene-based two-dimensional metamaterials

Hild, Marcel, Mönch, Erwin , Golub, Leonid E. , Dmitriev, Ivan A. , Yahniuk, Ivan, Amann, Katharina, Amann, Julia, Eroms, Jonathan , Wunderlich, Jörg, Weiss, Dieter , Consejo, C., Bray, Cedric, Maussang, K., Teppe, Frederic, Gumenjuk-Sichevska, J., Watanabe, Kenji , Taniguchi, Takashi und Ganichev, Sergey (2024) Terahertz and gigahertz magnetoratchets in graphene-based two-dimensional metamaterials. Physical Review B 110, S. 125303.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 06 Mrz 2025 06:37
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.75121


Zusammenfassung

We report on the observation and study of the magnetoratchet effect in a graphene-based two-dimensional metamaterial formed by a graphite gate that is placed below a graphene monolayer and patterned with an array of triangular antidots. We demonstrate that terahertz/gigahertz excitation of the metamaterial leads to sign-alternating magneto-oscillations with an amplitude that exceeds the ratchet ...

We report on the observation and study of the magnetoratchet effect in a graphene-based two-dimensional metamaterial formed by a graphite gate that is placed below a graphene monolayer and patterned with an array of triangular antidots. We demonstrate that terahertz/gigahertz excitation of the metamaterial leads to sign-alternating magneto-oscillations with an amplitude that exceeds the ratchet current at zero magnetic field by orders of magnitude. The oscillations are shown to be related to the Shubnikov–de Haas effect. In addition to the giant ratchet current oscillations, we detect resonant ratchet currents caused by the cyclotron and electron spin resonances. The results are well described by the developed theory considering the magnetoratchet effect caused by the interplay of the near-field radiation and the nonuniform periodic electrostatic potential of the metamaterial controlled by the gate voltages.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftPhysical Review B
Verlag:American Physical Society (APS)
Band:110
Seitenbereich:S. 125303
Datum13 September 2024
InstitutionenPhysik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Professor Ganichev > Arbeitsgruppe Sergey Ganichev
Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Weiss > Arbeitsgruppe Dieter Weiss
Physik > Institut für Experimentelle und Angewandte Physik > Lehrstuhl Professor Weiss > Arbeitsgruppe Jonathan Eroms
Projekte
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (314695032)
Gefördert von: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) (426094608)
Forschergruppe und ForschungszentrenDeutsch-Russisches Zentrum für Terahertz-Forschung
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1103/PhysRevB.110.125303DOI
Stichwörter / KeywordsMagneto-optics, Optoelectronics, Photocurrent, Cyclotron resonance, Electron spin resonance
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenZum Teil
Dokumenten-ID75121

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